OsGRF1基因突变对水稻性状的影响及机制分析
发布时间：2021-10-17 14:23
水稻（Oryzasativa L.）作为我国最重要的粮食作物,水稻的品质和产量与人们生活息息相关,其中对水稻基因功能的研究尤为重要。生长调节因子（GRF）是一类小且编码植物特异性的转录因子家族。本课题组前期的研究表明,低磷胁迫能导致水稻形态的重塑,这种形态重塑主要包括根系的加长和分蘖的减少。同时,转录组测序的结果表明,低磷胁迫显著诱导水稻OsGRF1基因的表达。本研究运用CRISPR/Cas 9基因编辑技术对低磷敏感型水稻品种通粳981 OsGRF1基因进行敲除突变,研究OsGRF1基因敲除突变对水稻形态性状的影响,分析产生这些影响的可能机制,并同时探讨OsGRF1基因在低磷胁迫导致水稻形态重塑中的作用。1.OsGRF1基因敲除突变体的构建与鉴定对水稻通粳981 OsGRF1基因全长进行扩增和测序后,与RAP-DB网络上所报道的水稻OsGRF1基因组序列进行比对,发现通粳981 OsGRF1基因编码区产生两处单核苷酸替换,一处缺失单个谷氨酰胺。利用CRISPR/Cas 9基因编辑技术对供试水稻品种通粳981进行OsGRF1基因敲除突变,从而在获得的60株组培苗中筛选出52株阳性苗,阳性...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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－ＰＣＲ验证所揭示的ＱｓＧ兄Ｆ７基因敲除能诱导突变体??Ｍ１４和Ｍ２３中的磷运转载体蛋白基因的上调表达相一致。??低磷处理条件下，ＯｓＧ兄Ｆ７基因敲除突变体Ｍ１４、Ｍ２３和野生型地上部磷含量均??极显著低于正常磷处理，这表明，低磷处理极显著降低水稻体内的磷含量。这和本课??题组前期的研究结果相一致（史春阳，２０１５）。??－ｗ??２?５?＊＊＊＊?＊＊＊??０?Ｉ?１?Ｉ?１??Ｕｉ?１?ｙ??Ｚ?＊＊＊＊?ｍｍ?＊＊＊＊?＊＊＊＊??１?丄醍．?Ｌｊ?，??图３－１３野生型与突变体水稻的地上部磷含量??注：每组数据来源于６个生物学重复；??Ｆｉｇ．?３－１３?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｇｒｏｕｎｄ?ｏｆ?ｗｉｌｄ?ｔ＞ｐｅ?ａｎｄ?ｍｕｔａｎｔ?ｒｉｃｅ??Ｎｏｔｅ：?Ｅａｃｈ?ｓｅｔ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｍｅｓ?ｆｒｏｍ?６?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｓ??３．４．２齡絕基因敲除对水稻根系活力的影响??优良的根系生理活性是水稻高效利用营养元素的关键，根系活力会影响水稻对营??养元素的吸收，也直接关系到地下部分对营养元素的同化、转运及氨基酸和蛋白质的??合成（褚光等，２０１２）。本研究测定了?兄Ｆ／基因敲除对通粳９８１根系活力的影响??（图３－１４）。图３－１４结果显示，不论在低磷还是正常磷处理条件下ａｓＧＭｉ基因敲除??突变体Ｍ１４和Ｍ２３的根系活力均高于对照，尤其在低磷处理条件下，突变体Ｍ１４和??Ｍ２３根系活力较野生型分别提高了?１１６．１％和８１．２％。这表明，兄Ｆ７基因负调控水??稻的根系活力。这也是基因敲除突变提高通粳９８１对磷的
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米OFP基因家族全基因组鉴定及表达分析[J]. 张彦琴,常建忠,董春林,杨丽莉,张正,杨睿,梁改梅,丁保朋. 分子植物育种. 2020(20)
[2]植物NAC转录因子的生物学功能[J]. 张慧珍,白雪芹,曾幼玲. 植物生理学报. 2019(07)
[3]水稻AP2/ERF转录因子的研究进展[J]. 孙滨,占小登,曹立勇,程式华. 农业生物技术学报. 2017(11)
[4]植物磷转运蛋白基因的研究进展[J]. 郑璐,包媛媛,张鑫臻,杨明,张新永. 生态环境学报. 2017(02)
[5]水杨酸对植物光合作用影响的研究进展[J]. 唐艳萍,文涛,孙歆,刘明洁. 西北植物学报. 2015(08)
[6]乙烯对植物次生代谢产物合成的双重调控效应[J]. 方荣俊,赵华,廖永辉,汤程贻,吴凤瑶,朱煜,庞延军,陆桂华,王小明,杨荣武,戚金亮,杨永华. 植物学报. 2014(05)
[7]MADS转录因子对植物发育的重要作用[J]. 马忠强. 种子世界. 2014(05)
[8]植物HD-Zip转录因子的生物学功能[J]. 王宏,李刚波,张大勇,蔺经,盛宝龙,韩金龙,常有宏. 遗传. 2013(10)
[9]利用RNA干涉研究水稻锌指蛋白基因OsZRL的功能[J]. 玉晓红,晁丽,陈昌冬,刘永胜,牛向丽. 中国水稻科学. 2013(01)
[10]水稻根系形态与生理研究进展[J]. 褚光,杨凯鹏,王静超,张耗. 安徽农业科学. 2012(09)
博士论文
[1]不同基因型水稻对低磷胁迫的响应及其分子机制研究[D]. 郭玉春.福建农林大学 2005
硕士论文
[1]水稻OsLPRs突变体构建与根系低磷性状研究[D]. 任蒙莲.扬州大学 2019
[2]耐低磷水稻品种筛选和根系形态重塑机制[D]. 史春阳.扬州大学 2015
本文编号：3441912
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２带有质粒ＢＧＫ０３２－ＯｓＧＲＦｌ阳性菌鉴定??注：Ｍ为ＴＩＡＮＧＥＮＤ２０００ＤＮＡＭａ＾ｋｅｒ；Ａ：大肠杆菌阳性鉴定；Ｂ：农杆菌阳性鉴定??
?扬州大学硕士学位论文???Ａ?Ｂ??４０１?！，?－?：?＇?８０１?．?１??？?＾?丁??二二?＊＊＊??￡?３０－?Ｉ?＊ｆ?Ｉ?丨…＊?Ｉ?￡?６０－?．?ｉ?Ａ??ｉ?￡?ｉ??產２。＿圍１。?＾■黑??ｒｊ｜?：，ｌ，?Ｉ???ＶＶＹ?，，＞ｖｖｖ＇??图３－５正常磷水平／低磷处理的突变体与野生型分蘖数比较??注：Ａ：分蘖期（发芽后５周）；Ｂ：分蘖期（发芽后８周）；每组数据来源于６个生物学重复。??ＷＴ表示野生型，Ｍ１４和Ｍ２３分别表示１４号和２３号突变体，ｃｋ表示正常磷处理，ｌｐ表示低磷处??理。“ｎｓ”表示无差异；＊表示显著性差异（Ｐ＜０．０５）?；?＊＊表示极显著性差异（Ｐ＜０．０１）?，?＊＊＊?（Ｐ??＜０．００１），＊＊＊＊?（Ｐ＜０．０００１）?？，没有指示线的均表示与ＷＴ－ｃｋ进行比较。ＷＴ－ｃｋ，正常磷处理??野生型；ＷＴ－ｌｐ，低磷处理野生型；Ｍ１４／２３－ｃｋ，正常磷处理突变体１４号和２３号；Ｍ１４／２３－ｌｐ，低??磷处理突变体１４号和２３号??（之后的缩写或标注均与此全部相同）??Ｆｉｇ．?３－５?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｔｉｌｌｅｒ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｍｕｔａｎｔｓ?ａｎｄ?ｗｉｌｄ－ｔｙ＇ｐｅ?ｔｒｅａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?ｎｏｒｍａｌ?ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ??ｌｅｖｅｌ／ｌｏｗ?ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ?ｌｅｖｅｌ??Ｎｏｔｅ：?Ａ：?５?ｗｅｅｋｓ?ａｔ?ｔｉｌｌｅｒｉｎｇ?ｓｔａｇｅ；?Ｂ：?８?ｗｅｅｋｓ?ａｔ?ｔｉｌｌｅｒｉｎｇ?ｓｔａｇｅ；?Ｅａｃｈ?ｇｒｏｕｐ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｍｅｓ?ｆｒｏｍ?６??ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｒ
－ＰＣＲ验证所揭示的ＱｓＧ兄Ｆ７基因敲除能诱导突变体??Ｍ１４和Ｍ２３中的磷运转载体蛋白基因的上调表达相一致。??低磷处理条件下，ＯｓＧ兄Ｆ７基因敲除突变体Ｍ１４、Ｍ２３和野生型地上部磷含量均??极显著低于正常磷处理，这表明，低磷处理极显著降低水稻体内的磷含量。这和本课??题组前期的研究结果相一致（史春阳，２０１５）。??－ｗ??２?５?＊＊＊＊?＊＊＊??０?Ｉ?１?Ｉ?１??Ｕｉ?１?ｙ??Ｚ?＊＊＊＊?ｍｍ?＊＊＊＊?＊＊＊＊??１?丄醍．?Ｌｊ?，??图３－１３野生型与突变体水稻的地上部磷含量??注：每组数据来源于６个生物学重复；??Ｆｉｇ．?３－１３?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｇｒｏｕｎｄ?ｏｆ?ｗｉｌｄ?ｔ＞ｐｅ?ａｎｄ?ｍｕｔａｎｔ?ｒｉｃｅ??Ｎｏｔｅ：?Ｅａｃｈ?ｓｅｔ?ｏｆ?ｄａｔａ?ｃｏｍｅｓ?ｆｒｏｍ?６?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｓ??３．４．２齡絕基因敲除对水稻根系活力的影响??优良的根系生理活性是水稻高效利用营养元素的关键，根系活力会影响水稻对营??养元素的吸收，也直接关系到地下部分对营养元素的同化、转运及氨基酸和蛋白质的??合成（褚光等，２０１２）。本研究测定了?兄Ｆ／基因敲除对通粳９８１根系活力的影响??（图３－１４）。图３－１４结果显示，不论在低磷还是正常磷处理条件下ａｓＧＭｉ基因敲除??突变体Ｍ１４和Ｍ２３的根系活力均高于对照，尤其在低磷处理条件下，突变体Ｍ１４和??Ｍ２３根系活力较野生型分别提高了?１１６．１％和８１．２％。这表明，兄Ｆ７基因负调控水??稻的根系活力。这也是基因敲除突变提高通粳９８１对磷的
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米OFP基因家族全基因组鉴定及表达分析[J]. 张彦琴,常建忠,董春林,杨丽莉,张正,杨睿,梁改梅,丁保朋. 分子植物育种. 2020(20)
[2]植物NAC转录因子的生物学功能[J]. 张慧珍,白雪芹,曾幼玲. 植物生理学报. 2019(07)
[3]水稻AP2/ERF转录因子的研究进展[J]. 孙滨,占小登,曹立勇,程式华. 农业生物技术学报. 2017(11)
[4]植物磷转运蛋白基因的研究进展[J]. 郑璐,包媛媛,张鑫臻,杨明,张新永. 生态环境学报. 2017(02)
[5]水杨酸对植物光合作用影响的研究进展[J]. 唐艳萍,文涛,孙歆,刘明洁. 西北植物学报. 2015(08)
[6]乙烯对植物次生代谢产物合成的双重调控效应[J]. 方荣俊,赵华,廖永辉,汤程贻,吴凤瑶,朱煜,庞延军,陆桂华,王小明,杨荣武,戚金亮,杨永华. 植物学报. 2014(05)
[7]MADS转录因子对植物发育的重要作用[J]. 马忠强. 种子世界. 2014(05)
[8]植物HD-Zip转录因子的生物学功能[J]. 王宏,李刚波,张大勇,蔺经,盛宝龙,韩金龙,常有宏. 遗传. 2013(10)
[9]利用RNA干涉研究水稻锌指蛋白基因OsZRL的功能[J]. 玉晓红,晁丽,陈昌冬,刘永胜,牛向丽. 中国水稻科学. 2013(01)
[10]水稻根系形态与生理研究进展[J]. 褚光,杨凯鹏,王静超,张耗. 安徽农业科学. 2012(09)
博士论文
[1]不同基因型水稻对低磷胁迫的响应及其分子机制研究[D]. 郭玉春.福建农林大学 2005
硕士论文
[1]水稻OsLPRs突变体构建与根系低磷性状研究[D]. 任蒙莲.扬州大学 2019
[2]耐低磷水稻品种筛选和根系形态重塑机制[D]. 史春阳.扬州大学 2015
本文编号：3441912
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